JP2901098B2 - 洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

洗浄装置および洗浄方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、洗浄装置および洗浄方
法に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来から、被洗浄物例えば半導体ウエハ
を自動的に洗浄する洗浄装置として、材質例えばテフロ
ン等から構成されたウエハキャリア内に複数枚（例えば
25枚）収容された半導体ウエハを、ウエハキャリアごと
搬送し、洗浄液槽およびリンス液槽等に順次浸漬して洗
浄するよう構成された洗浄装置が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年半
導体デバイスは高集積化される傾向にあり、その回路パ
ターンは益々微細化されつつある。ところが、上述した
従来の洗浄装置では、半導体ウエハとともにウエハキャ
リアを洗浄液槽等に浸漬するので、ウエハキャリアによ
る洗浄液等の汚染、例えばウエハキャリアを構成するテ
フロンからの汚染の溶出等が問題となり、より完全に半
導体ウエハ等の洗浄を実施することのできる洗浄装置の
開発が望まれていた。
【０００５】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、従来に較べて良好な洗浄処理を実施する
ことのできる洗浄装置および洗浄方法を提供しようとす
るものである。
【０００６】［発明の構成］
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の洗浄
装置は、被洗浄物を支持し、洗浄用支持手段にロード・
アンロードする搬送用支持手段と、 前記洗浄用支持手段
によって支持された前記被洗浄物を洗浄および乾燥する
手段と、 前記被洗浄物を支持していない状態の前記搬送
用支持手段を、洗浄および乾燥する洗浄・乾燥手段とを
具備し、 前記洗浄・乾燥手段によって洗浄および乾燥さ
れた前記搬送用支持手段により、前記洗浄用支持手段か
ら洗浄および乾燥された前記被洗浄物をアンロードする
よう構成されたことを特徴とする。請求項２の発明は、
請求項１記載の洗浄装置において、前記洗浄・乾燥手段
が、前記搬送用支持手段に向けて洗浄液を供給するノズ
ルと、このノズルを前記搬送用支持手段に対して移動さ
せる手段とを具備したことを特徴とする。請求項３の発
明は、請求項１記載の洗浄装置において、 前記洗浄・乾
燥手段が、前記搬送用支持手段に気体を供給する気体供
給手段と、前記搬送用支持手段を加熱するための加熱手
段とを具備したことを特徴とする。請求項４の発明は、
請求項１記載の洗浄装置において、前記搬送用支持手段
は、上部に前記被洗浄物を支持する支持棒を具備し、当
該支持棒の下側が、傾斜面を形成する如く下方に向けて
凸状に構成されていることを特徴とする。請求項５の洗
浄方法は、被洗浄物を搬送用支持手段によって支持し、
洗浄用支持手段にロードする工程と、前記洗浄用支持手
段によって前記被洗浄物を支持し、当該被洗浄物を洗浄
および乾燥する工程と、前記被洗浄物を支持していない
状態の前記搬送用支持手段を、洗浄および乾燥する工程
と、洗浄および乾燥された前記搬送用支持手段により、
前記洗浄用支持手段から前記被洗浄物をアンロードする
工程とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
【作 用】上記構成の本発明の洗浄装置および洗浄方法
では、被洗浄物を支持して洗浄を実施する洗浄用支持手
段が洗浄処理槽毎に設けられており、搬送用支持手段に
よってこれらの洗浄用支持手段に被洗浄物をロード・ア
ンロードして被洗浄物の洗浄処理を実施するので、ウエ
ハキャリア等を用いずに、半導体ウエハ等の被洗浄物を
洗浄することができる。
【０００９】また、搬送用支持手段は、洗浄液等によっ
て濡れた半導体ウエハ等の被洗浄物を支持するため、洗
浄液等が付着するが、この搬送用支持手段を洗浄および
乾燥する洗浄・乾燥手段を具備しているので、例えば洗
浄および乾燥後の半導体ウエハ等が洗浄液等の付着した
搬送用支持手段によって汚染されることを防止すること
ができる。
【００１０】したがって、従来に較べて良好な洗浄処理
を実施することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を半導体ウエハの洗浄処理を行
う洗浄装置に適用した一実施例を図面を参照して説明す
る。
【００１２】図１に示すように、本実施例の洗浄装置１
は、直線上に配列された3 つの洗浄処理ユニット２、
３、４を組み合わせて構成されており、搬入側の洗浄処
理ユニット２にはローダ５が、搬出側の洗浄処理ユニッ
ト４にはアンローダ６がそれぞれ設けられている。ま
た、洗浄処理ユニット２と洗浄処理ユニット３との間、
および洗浄処理ユニット３と洗浄処理ユニット４との間
には、これらのいずれかのユニットに含まれる水中ロー
ダ７、８が設けられている。
【００１３】搬入側の洗浄処理ユニット２には、中心位
置に被洗浄物（半導体ウエハ）を搬送するための回転搬
送アーム９が設けられており、回転搬送アーム９の周囲
（図中上側と右側）には、洗浄処理槽１０、１１が設け
られている。本実施例では、洗浄処理槽１１はアンモニ
ア処理を行う薬品処理槽として用いられ、洗浄処理槽１
０は水洗処理を行うクイック・ダンプ・リンス（ＱＤ
Ｒ）処理槽として用いられる。
【００１４】中央の洗浄処理ユニット３には、中心位置
に回転搬送アーム１２が設けられており、回転搬送アー
ム１２の周囲（図中右側と左側）には、洗浄処理槽１
３、１４が設けられている。本実施例では、洗浄処理槽
１３はフッ酸処理を行う薬品処理槽として用いられ、洗
浄処理槽１４は水洗オーバーフロー処理槽として用いら
れる。
【００１５】搬出側の洗浄処理ユニット４には、中心位
置に回転搬送アーム１５が設けられており、回転搬送ア
ーム１５の周囲には、図中右側に回転搬送アーム１５の
洗浄・乾燥を行う洗浄・乾燥機構１６、図中下側にイソ
プロピルアルコールによる乾燥処理（ＩＰＡ乾燥）を行
うための乾燥処理槽１７が設けられている。
【００１６】上記水中ローダ７、８、洗浄処理槽１０、
１１、１３、１４および乾燥処理槽１７は、それぞれ図
２に示すように、ケース２０に収容されている。このケ
ース２０には、搬入・搬出用の開口部２１が設けられて
おり、開口部２１には図示しないシャッタ機構が設けら
れている。また、これらの水中ローダ７、８、洗浄処理
槽１０、１１、１３、１４および乾燥処理槽１７には、
それぞれ各槽専用のウエハ支持機構として、例えば石英
等から構成されたウエハボート２２が設けられている。
このウエハボート２２は、図３に示すように、駆動機構
に接続されたアーム２３に接続されており、上下動可能
に構成されている。また、図４〜図６に示すように、ウ
エハボート２２は、半導体ウエハ２４を所定位置に支持
するウエハ載置溝２５を形成された3 本の平行するウエ
ハ支持棒２６を有し、このウエハ支持棒２６上に複数例
えば50枚の半導体ウエハ２４を互いにほぼ平行する如く
支持するよう構成されている。
【００１７】また、回転搬送アーム９は図７に示すよう
に、水平回転および伸縮可能な多関節アーム３０の先端
に、半導体ウエハ載置用のウエハフォーク３１を有し、
このウエハフォーク３１上にウエハキャリアなしで複数
枚、例えば50枚の半導体ウエハ２４を載置可能に構成さ
れている。すなわち、このウエハフォーク３１は、図８
〜図１０に示すように、半導体ウエハ２４を所定位置に
支持するウエハ載置溝３２を形成された2 本の平行する
ウエハ支持棒３３を有し、このウエハ支持棒３３上に50
枚の半導体ウエハ２４を互いにほぼ平行する如く支持す
るよう構成されている。なお、ウエハ支持棒３３の下側
は、水切りが良いように傾斜面を形成する如く下方に向
かって凸状に形成されている。また、回転搬送アーム１
２、１５も上記回転搬送アーム９と同様に構成されてい
る。
【００１８】このように構成された回転搬送アーム９に
よって50枚の半導体ウエハ２４を支持して搬送し、搬入
・搬出用の開口部２１からケース２０内のウエハボート
２２上に位置させ、この後、ウエハボート２２を上昇さ
せて回転搬送アーム９（ウエハフォーク３１）からウエ
ハボート２２に半導体ウエハ２４を受け渡すよう構成さ
れている。そして、回転搬送アーム９を後退させ、ウエ
ハボート２２を下降させて各槽内に半導体ウエハ２４を
浸漬するよう構成されている。なお、半導体ウエハ２４
をウエハボート２２から回転搬送アーム９（ウエハフォ
ーク３１）に移載する際は、上記手順と逆の手順によ
る。
【００１９】さらに、洗浄・乾燥機構１６は、図１１に
示すように、回転搬送アーム１５のウエハフォーク３１
の2 本のウエハ支持棒３３に沿って設けられた2 本の棒
状の洗浄・乾燥ノズル４０と、反射板４１を備えたＩＲ
ヒータ４２およびウエハ支持棒３３の下側に設けられた
反射板４３等から構成されている。この反射板４３は、
例えばＳｉＯ2 上にタンタルコーティングを施した板状
部材から構成されており、ＩＲヒータ４２からの赤外線
を効率よく反射して、ウエハ支持棒３３の下面を加熱す
るためのものである。なお、図中に示す洗浄ノズル４０
とウエハ支持棒３３との距離Ａは例えば15mm、ＩＲヒー
タ４２ウエハ支持棒３３との距離Ｂは例えば50mmに設定
されている。
【００２０】そして、洗浄・乾燥ノズル４０を左右に移
動や上下動させながら、ウエハ支持棒３３に向かって洗
浄液例えば純水を流量例えば10リットル／分で噴出させ
洗浄した後、この洗浄・乾燥ノズル４０から例えば100
℃程度に加熱したドライエアーあるいは窒素ガス等を噴
出させるとともに、ＩＲヒータ４２によって加熱し、ウ
エハフォーク３１を洗浄、乾燥するよう構成されてい
る。なお、洗浄ノズルと乾燥ノズルを別々に設けてもよ
い。洗浄・乾燥ノズル４０を左右に移動させる代わりに
ウエハフォーク３１を左右に移動させてもよい。
【００２１】上記構成のこの実施例の洗浄装置１では、
ローダ５に配設された図示しない整列機構により、この
ローダ５上の所定位置に載置された2 つのウエハキャリ
ア１９内の半導体ウエハ２４を、オリエンテーションフ
ラットを利用して整列させる。この後、例えば下方から
ウエハキャリア１９内の半導体ウエハ２４を突き上げる
こと等により、半導体ウエハ２４をウエハキャリア１９
内から取り出し、しかる後、回転搬送アーム９によっ
て、これら2 つのウエハキャリア１９内の合計50枚の半
導体ウエハ２４を受け取る。
【００２２】そして、回転搬送アーム９によって、これ
らの半導体ウエハ２４を、洗浄処理槽１１、洗浄処理槽
１０、水中ローダ７に順次搬送し、洗浄処理ユニット２
による洗浄処理を実施する。なお、最初の半導体ウエハ
２４を洗浄処理槽１１から洗浄処理槽１０へ搬送した後
は、次の半導体ウエハ２４を洗浄処理槽１１に搬送する
ことにより、連続的に洗浄処理を実施する。
【００２３】この後、水中ローダ７によって、半導体ウ
エハ２４を洗浄処理ユニット３に移送し、回転搬送アー
ム１２によって、これらの半導体ウエハ２４を、洗浄処
理槽１３、洗浄処理槽１４、水中ローダ８に順次搬送
し、洗浄処理ユニット３による洗浄処理を実施する。
【００２４】しかる後、水中ローダ８によって、半導体
ウエハ２４を洗浄処理ユニット４に移送し、回転搬送ア
ーム１５によって、これらの半導体ウエハ２４を、乾燥
処理槽１７に搬送する。そして、乾燥処理槽１７におい
ては、前述した如く、イソプロピルアルコールによる半
導体ウエハ２４の乾燥処理（ＩＰＡ乾燥）を行う。この
時、同時に回転搬送アーム１５のウエハフォーク３１を
洗浄・乾燥機構１６内に挿入し、前述したように、洗浄
・乾燥ノズル４０およびＩＲヒータ４２によるウエハフ
ォーク３１の洗浄・乾燥を実施する。
【００２５】そして、乾燥処理槽１７における半導体ウ
エハ２４の乾燥処理が終了すると、この洗浄・乾燥を実
施したウエハフォーク３１によって、乾燥処理が終了し
た半導体ウエハ２４を受け取り、アンローダ６にアンロ
ードする。
【００２６】このように、本実施例の洗浄装置１では、
ウエハキャリア１９を用いることなく、半導体ウエハ２
４の洗浄・乾燥を実施することができるので、洗浄液等
がウエハキャリア１９によって汚染されることを防止す
ることができる。
【００２７】また、少なくとも、乾燥処理槽１７によっ
て乾燥処理の終了した半導体ウエハ２４は、常に、洗浄
・乾燥機構１６によって洗浄・乾燥を実施したウエハフ
ォーク３１によってアンロードされるので、この半導体
ウエハ２４に、洗浄液等が付着したり、汚染されたりす
ることを防止することができる。
【００２８】したがって、従来の洗浄装置に較べて、良
好な洗浄処理を実施することができる。
【００２９】なお、図１１に示す洗浄・乾燥機構１６
は、図１１に示す処理ユニット２、３の搬送アーム９お
よび１２の上部にも設けることができる。また、上記実
施例において、各槽専用のウエハ支持機構としてのウエ
ハボート２２は駆動機構２３に設けられ、上下移動可能
に構成されているが、上記ウエハ支持機構を各処理槽内
に固定して設け、回転搬送アーム１５に複数の被洗浄物
の周縁部を把持又は支持してこの被洗浄物を保持する保
持機構及び上下移動機構を設け、被洗浄物を各処理槽間
搬送するように構成し、上記保持機構を洗浄・乾燥機構
１６により洗浄・乾燥するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の洗浄装置
および洗浄方法によれば、従来に較べて良好な洗浄処理
を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の洗浄装置の全体構成を示す
図である。
【図２】処理槽の構成を示す図である。
【図３】処理槽の構成を示す図である。
【図４】ウエハボートの構成を示す図である。
【図５】ウエハボートの構成を示す図である。
【図６】ウエハボートの構成を示す図である。
【図７】洗浄処理ユニット２の構成を示す図である。
【図８】ウエハフォークの構成を示す図である。
【図９】ウエハフォークの構成を示す図である。
【図１０】ウエハフォークの構成を示す図である。
【図１１】洗浄・乾燥機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 洗浄装置 ２，３，４ 洗浄処理ユニット ５ ローダ ６ アンローダ ７，８ 水中ローダ ９，１２，１５ 回転搬送アーム １０，１１，１３，１４ 洗浄処理槽 １６ 洗浄・乾燥機構 １７ 乾燥処理槽 １９ ウエハキャリア

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被洗浄物を支持し、洗浄用支持手段にロ
    ード・アンロードする搬送用支持手段と、 前記洗浄用支持手段によって支持された前記被洗浄物を
    洗浄および乾燥する手段と、 前記被洗浄物を支持していない状態の前記搬送用支持手
    段を、洗浄および乾燥する洗浄・乾燥手段とを具備し、 前記洗浄・乾燥手段によって洗浄および乾燥された前記
    搬送用支持手段により、前記洗浄用支持手段から洗浄お
    よび乾燥された前記被洗浄物をアンロードするよう構成
    された ことを特徴とする洗浄装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の洗浄装置において、 前記洗浄・乾燥手段が、前記搬送用支持手段に向けて洗
    浄液を供給するノズルと、このノズルを前記搬送用支持
    手段に対して移動させる手段とを具備したことを特徴と
    する洗浄装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の洗浄装置において、 前記洗浄・乾燥手段が、前記搬送用支持手段に気体を供
    給する気体供給手段と、前記搬送用支持手段を加熱する
    ための加熱手段 とを具備したことを特徴とする洗浄装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の洗浄装置において、前記搬送用支持手段は、上部に前記被洗浄物を支持する
    支持棒を具備し、当該支持棒の下側が、傾斜面を形成す
    る如く下方に向けて凸状に構成されている ことを特徴と
    する洗浄装置。
  5. 【請求項５】 被洗浄物を搬送用支持手段によって支持
    し、洗浄用支持手段にロードする工程と、 前記洗浄用支持手段によって前記被洗浄物を支持し、当
    該被洗浄物を洗浄および乾燥する工程と、 前記被洗浄物を支持していない状態の前記搬送用支持手
    段を、洗浄および乾燥する工程と、 洗浄および乾燥された前記搬送用支持手段により、前記
    洗浄用支持手段から前記被洗浄物をアンロードする工程
    とを具備したことを特徴とする洗浄方法。
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